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中科大发现源于纳米天线效应的新电光现象

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来源: 作者: 2019-05-17 01:12:54

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本报讯(吴长锋)近日从中国科学技术大学获悉,该校合肥微尺度物质科学国家实验室单分子物理化学研究团队的科研人员最近发现,当无线电通信天线尖端尺寸减少到纳米量级,并非常接近另一金属表面而构成一个纳米腔室时,就可以利用局域等离激元共振模式的调控来对腔内荧光体的发光特性进行有效控制,并在光频区实现新奇的电光效应:电致热荧光、上转换发光和“彩色”频谱调控。这1研究成果发表在近期出版的国际权威杂志《自然—光子学》上。

等离激元是一种准粒子,起源于金属中自由电子在均匀的正离子背景作用下电荷密度的集体振荡。当这类电荷密度振荡被限制在金属与介电材料(如国家药监局:今年内药品都必须标识电子监管码
空气)的界面时,便会形成沿表面进行传播的电磁模——表面等离激元。据介绍,等离激元光子学是纳米光子学的重要组成部分,在生物传感、显微成像、光源制作、纳米光电集成等技术中应用前景广阔。

在科技部重大科学研究计划、国家自然科学基金、中科院知识创新工程项目的资助下,中国科大董振超、侯建国等科研人员,通过成功研制融合扫描隧道显微技术(STM)和光学检测技术于一体的联用系统装备,对纳米光子学的这1崭新课题进行了探索。他们利用STM金属探针与衬底之间的纳米腔室作为荧光发射的共振腔(相当于一种纳米天线结构),并巧妙通过纳腔等离激元共振模式的频谱调控,来实现分子发光频率与强度的有效控制。这些发现及其隐含的物理机制,揭示了局域的纳腔等离激元场可以作为一种近场相干光源,在光电耦合与转化过程中起着至关重要的调控与放大作用,为纳米光电集成提供了新的知识和思路。

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